Emekli astronomi profesörü Metin Hotinli’ye, gece ve gündüz tanımlarını, dünyanın çeşitli bölgelerinde ve kutuplarda gece ile gündüzün nasıl oluştuğunu sorduk.
Astronomik olarak gece ve gündüzün tanımı nedir?
Astronomik olarak, Güneş kursunun merkezinin, ufuk çizgisinin 18 yay derecesi altına indiği andan itibaren gecenin başladığı varsayılır. Bu takdirde (şehir ışıklarından uzak bir yerde ve hava açık ise) çıplak gözle görülebilecek en sönük yıldızlar kolaylıkla gözlenebilir.
Gündelik hayattaki uygulamalarda ise (takvim, adli olaylar, v.s.) Güneş kursunun merkezinin ufuk çizgisinin 6 yay derecesi altına inmesi gecenin başlaması için yeterli sayılmaktadır. Bu durumda, ancak en parlak yıldızlar çıplak gözle görülebilir.
Bütün bu tanımlamalarda, atmosferin ışınları kırmasından (refraction) ileri gelen etkinin göz önüne alınarak, gereken düzeltmenin yapıldığı varsayılmaktadır.
Bu etki ufuk civarında maksimumdur, zira burada ışınlar atmosfere en eğik açıdan girerek çok kalın bir hava tabakasından geçer. Kırılmanın ufuk civarındaki ortalama değeri 36 yay dakikası yani Güneş kursunun görünen ortalama çapından (32’) biraz daha büyüktür. Buna göre, örneğin, Güneş kursunun alt kenarı ufuk çizgisine teğet geldiği sırada, aslında Güneş (geometrik olarak) ufkun altına inmiştir.
Gündüzün başlaması ise, Güneş kursunun merkezinin ufkun altındaki açısal değerinin 18 yay derecesinden küçük (astronomik gündüz için) veya 6 yay derecesinden küçük (yasal gündüz için) olması ile tanımlanır.
Gece ve gündüz, dünyanın çeşitli yerlerinde, ekvatorda, kutuplarda ve iki ayrı yarımkürede nasıl oluşur?
Dünyanın çeşitli yerlerinde gece ve gündüzün sürelerinin yıl boyunca değişime uğramasının nedeni, Yerkürenin dönme ekseninin, Güneş çevresindeki yörünge düzlemine dik olmayıp, 23º27’ lık bir eğime sahip olmasından kaynaklanmaktadır. Buna göre, ekvatorda gece ve gündüz yıl boyunca (her biri 12 saat olmak üzere) birbirine eşittir. Diğer bölgelerde, bu eşitlik sadece ilkbahar (21 Mart) ve sonbahar (23 Eylül) günleri gerçekleşir.
Kuzey yarımkürede, 21 Mart ilkbahardan başlamak üzere, gündüzler uzayıp geceler kısalır. Yaz gündönümünde (solstice) yani 21 Haziran’da, en uzun gündüz ile en kısa gece gerçekleştikten sonra, gündüzler kısalmaya başlayarak, 23 Eylül’de tekrar eşitlik oluşur ve gündüzler kısalmaya geceler uzamaya devam ederek, en kısa gündüz ile en uzun gece 21 Aralık kış dönümünde gerçekleşir. Kış dönümünden sonra gündüzler uzamaya ve geceler kısalmaya başlayarak ilkbaharda (21 Mart) tekrar eşitlik dönemine gelinir.
Güney yarımkürede ise bu olaylar, altı aylık bir farkla, benzer şekilde oluşur.
İlginç olan ise, kuzey kutup dairesi olarak tanımlanan 66º33’ enleminin kuzeyindeki bölgelerdir. 21 Haziran yaz dönencesinde bu daire üzerindeki noktalarda, Güneş 24 saat boyunca hiç ufkun altına inmez. Daha kuzeye doğru çıktıkça, Güneşin ufkun üzerinde kaldığı süre uzar, örneğin 80º enlemindeki bölgelerde 16 Nisan’dan 28 Ağustos’a kadar yaklaşık dörtbuçuk ay Güneş sürekli ufkun üzerinde kalır (yani hiç gece olmaz). Bu bölgelerde saat 24’ü gösterdiği sırada ufkun üzerinde görülen Güneşe ‘Geceyarısı Güneşi’ gibi şiirsel bir ad takılmış olması ise, burada gerçekten gece olduğu anlamına gelmez.
Kutup bölgesinde ise durum daha da ilginçtir. Yıl boyunca Güneş sadece bir kez, ilkbahar başlarken doğar.
Bu doğuş da bir hayli ilginçtir: Güneş kursunun ufkun üzerine tam olarak çıkması 32 saate yakın bir süre alır. Güneş 3 aylık bir sürede ufkun üzerinde bir spiral (sarmal) çizerek maksimum yüksekliğe (23º27’) eriştikten sonra, tekrar spiral çizerek alçalmaya başlar ve 3 ay sonra gene 32 saatlik bir sürede Güneş kursu ufkun altına iner. Yani kutup bölgesinde, 21 Mart’tan 23 Eylül’e kadar altı ay boyunca Güneş sürekli ufkun üstünde kalır. Yılın geri kalan altı ayı ise gecedir. Güney yarım kürede ise benzer olaylar, altı aylık bir fark ile gerçekleşmektedir.